BIOMASA / Diciembre 2014

Presentan tesis sobre energías renovables en el INTI

La primera de las tesis abordó el estudio de absorbedores solares para la generación eléctrica mediante un reflector lineal tipo Fresnel instalado en Salta; mientras que la segunda se basó en el desarrollo de una metodología para optimizar el uso energético de biomasa a partir de un Sistema de Información Geográfico en Tucumán.

Equipo de Renovables junto a los autores de las tesis reunidos al finalizar la presentación

Frente a la actual crisis energética y ambiental la única respuesta que promueve una solución de fondo es la investigación y desarrollo de aplicaciones que aprovechen recursos energéticos limpios y renovables. Entre estos recursos, la energía solar es una de las principales fuentes en vastas regiones del planeta, tal es el caso de buena parte de la región andina en América del Sur. Allí, el uso de la energía solar puede dar solución a distintas necesidades energéticas: desde aplicaciones domésticas hasta industriales, especialmente en localizaciones alejadas de las redes de energía convencional. Cabe destacar que las zonas andinas del Noroeste Argentino, junto con las zonas aledañas en Bolivia y Chile, forman una de las siete regiones de mayor radiación solar a nivel mundial.

Un concepto novedoso en este ámbito es el Concentrador Fresnel Lineal (CFL) que se caracteriza por la disminución de costos en relación a la tecnología convencional de Concentrador Cilindro Parabólico. Éste permite la utilización de agua como fluido portador de calor, aumentando así los rendimientos y reduciendo las complicaciones de tener que trabajar con intercambiadores de calor. Actualmente, existe un prototipo que ocupa una superficie de 172m2, instalado en la localidad salteña de San Carlos, a 20 km de Cayafate. En este lugar se cuentan habitualmente 330 días de sol anuales, con lo cual el equipo podría funcionar casi todos los días del año.

En su tesis doctoral, Altamirano estudia los procesos de transferencia de calor del Concentrador Fresnel Lineal y realiza una revisión sobre el funcionamiento de esta tecnología. Además, analiza las pérdidas térmicas en el absorbedor y los procesos de transferencia de calor, con el objetivo de conocer en forma detallada los procesos para evaluar geometrías y materiales que mejoren su funcionamiento. Este trabajo muestra las posibilidades técnicas de construcción con la que cuenta la región para realizar un módulo de escala real, que puede ser replicado y conectado en serie con fines de generar vapor para suplir las necesidades energéticas de la zona ya sea eléctricas o térmicas para procesos industriales.

El concentrador Fresnel Lineal

Prototipo del concentrador Fresnel Lineal, instalado en Salta

Se trata de un desarrollo conjunto entre INTI-Salta, encabezado por el autor de la tesis, INENCO (Conicet) y la Universidad de Salta. El equipo es un generador de alta potencia con líneas de espejos que van reflejando la radiación sobre tubos que se encuentran a cierta distancia sobre el suelo, por donde circula un fluido que puede ser agua. Los caños absorben el calor del sol, calentando el líquido que transita en su interior.

Para que esto sea posible, los espejos tienen que reflejar y hacer coincidir los rayos del sol sobre el absorbedor: se trata de una línea de espejo de 90 cm de ancho y 30 m de largo orientados con dirección norte-sur. Cuando el sol sale por el este, los espejos deben tener cierta orientación para que reflejen los rayos e incidan en el absorbedor.

A medida que el sol gana altura, los espejos deben ir rotando para mantenerse enfocados. El movimiento de los espejos era uno de los problemas más difíciles a resolver por los expertos que participaron en el proyecto, ya que para mantenerse enfocados la precisión debía ser de 0,2 º; si bien era muy alta finalmente lograron su orientación con éxito. También se desarrolló un software para controlar los espejos y la automatización de las válvulas de los equipos.
La concentración de la radiación que va incidiendo en los tubos levanta temperatura y, en el caso de que el fluido sea agua, se produce vapor aprovechable, ya sea para procesos industriales, para ser turbinado, o bien puede pasar por una máquina de vapor para generación eléctrica.

“Dentro de las distintas tecnologías para la generación térmica de potencia, elegimos la Fresnel porque encontramos la posibilidad de desarrollarlo íntegramente con materiales y mano de obra local. Todas las piezas las conseguimos o las fabricamos en el país. Esperamos hacerla más económica y al ser una energía de alta potencia, que aumente su rentabilidad”, aseguró Altamirano integrante del Centro INTI-Salta.

En Salta recientemente se sancionaron las leyes 7.823 de Fomento a las Energías Renovables y 7.824 sobre Balance Neto, que posibilitan la instalación de medidores bidireccionales, con lo cual el objetivo próximo sería acoplar estos equipos y así vender energía distribuida a la red.

Optimización de biomasa a partir de un Sistema de Información Geográfico en Tucumán

Martínez Pulido expone su tesis de pie con una pantalla de fondo, frente al público

Los residuos agro y foresto industriales tienen gran potencialidad a la hora de reutilizarlos con fines energéticos. La logística, que incluye la recolección y transporte, es una de las principales restricciones a la hora de suponerlos como recursos y materias primas para la elaboración de combustibles sólidos renovables.

La tesis presentada por el ingeniero Guillermo Martínez Pulido, plantea la necesidad de aprovechar los residuos agroindustriales provenientes de cosechas y podas de diferentes cultivos en la provincia de Tucumán. Para ello, la acción que permitirá mejorar la eficiencia y el rendimiento de dichos residuos es la de optimizar la ubicación de las Plantas de Adecuación de Biomasa (PAB) donde se generarán los biocombustibles.

En este estudio se desarrolló una metodología que permite determinar las ubicaciones más adecuadas para la instalación de dichas plantas, utilizando el software de Sistema de Información Geográfica (SIG) IDRISI edición KILIMANJARO, de uso libre

¿Cómo funciona el SIG?

Mapa de Tucumán señalizado con los lugares prohibidos y las zonas propicias para instalar una PAB

El primer paso es dividir en celdas o pixeles todo el territorio que se quiera poner bajo estudio. El autor propone adoptar la mínima unidad o celda equivalente a una hectárea y para lograrlo se rasterizó el mapa departamental de Tucumán. Los datos necesarios  para determinar el objetivo debieron estar georeferenciados y para ello se trabajó con seis variables, las cuales se materializaron a través de capas o layers. Las variables utilizadas en el estudio fueron cobertura con caña de azúcar,  citrus y tabaco, localidades y urbanizaciones, rutas y cuerpos de agua. Además, se utilizó el Proceso Analítico Jerárquico (AHP) para asignarle peso relativo a cada una de las variables, debido a que no influyen en igual medida cada una de ellas.

Al momento de seleccionar las celdas se tuvieron en cuenta aquellas disposiciones legislativas de ordenamiento territorial que prohíben, por ejemplo, las instalaciones de industrias a menos de un kilometro de distancia de una localidad o asentamiento urbano, para evitar así ruidos, olores desagradables y riesgos en cuanto a la seguridad e integridad de las poblaciones vecinas. Además, existen reparos para los ríos o rutas, los cuales posen una zona buffer (100 metros a ambos lados) donde no se puede construir. Al incorporar estas restricciones en el proceso de selección, quedaron excluidas automáticamente una gran cantidad de celdas.

También aquellas celdas que distaban a más de 35 km de un asentamiento poblacional quedaron descartadas debido al incremento en los costos de transporte y logística que ello implicaría.

El mapa final (ver mapa) permite detectar las ubicaciones más adecuadas según las condiciones impuestas al sistema. Las manchas negras son lugares prohibidos para la instalación de una planta, mientras que las zonas con colores violáceos indican un buen sitio para instalar una PAB.

La localización de plantas industriales es un tópico de gran importancia al momento de decidir la inversión, ya que está fuertemente asociada a los costos de operación. De su ubicación dependerán los costos de transporte, la disponibilidad de recursos hídricos e infraestructura y los insumos y servicios, entre otros.

Acerca de la biomasa

La clasificación de la biomasa, desde el punto de vista energético, comenzó a manejarse en Argentina recién a partir de 2010 y se la divide en dos grandes grupos: húmeda, obtenida con humedad mayor al 60%, y seca, obtenida con humedad menor al 60%. En este trabajo se consideró la biomasa seca, producto de la cosecha de la caña de azúcar y el tabaco, y de la poda de las plantas del citrus.

La provincia de Tucumán cuenta con un total de 300 mil hectáreas sembradas y más de 4 mil productores y cooperativas de caña de azúcar que poseen diversas tecnologías de cosecha. El sector citrícola ocupa 38 mil ha y el tabacalero cerca de 8200

Donde estamos
Parque Tecnológico Miguelete
Colectora de Avenida General Paz 5445 entre Albarellos y Avenida de los Constituyentes
Casilla de correo 157 · B1650KNA · San Martín
Pcia. de Buenos Aires · República Argentina
Teléfonos (5411) 4724-6200 / 6300 / 6400